Исследователи из Университета Райса впервые наблюдали сверхизлучательный фазовый переход (SRPT), предсказанный более 50 лет назад, что открывает новые возможности для квантовых технологий. SRPT происходит, когда две группы квантовых частиц начинают колебаться синхронно, образуя новое состояние материи. Открытие сделано в кристалле, состоящем из эрбия, железа и кислорода, охлажденном до 1,48 К в магнитном поле 7 Тл.
Исследование показало, что SRPT возникает через взаимодействие спиновых флуктуаций ионов железа и эрбия. До сих пор вопрос о том, может ли SRPT на самом деле иметь место, был предметом дебатов, поскольку он противоречит ограничению, называемому «теоремой о недопустимости» в теоретической физике , которое возникает в системах на основе света. Поставив SRPT в магнитном кристалле на основе взаимодействия двух спиновых подсистем, исследователи смогли обойти этот барьер, создав магнонную версию явления.
Используя спектроскопические методы, ученые подтвердили наличие SRPT, что может привести к революции в квантовых датчиках и вычислениях, повышая их точность и чувствительность. Исследование открывает новые горизонты для изучения квантовых явлений в других материалах, что может значительно улучшить квантовые технологии.
Спектроскопические доказательстава магнонного SRPT в ErFeO3. Кредит: Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adt1691
Дополнительная информация: Dasom Kim et al, Observation of the magnonic Dicke superradiant phase transition, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adt1691
Источник: https://phys.org/news/2025-04-scientists-exotic-quantum-phase-thought.html